蓋梁抱箍法施工計(jì)算書

1、蓋梁抱箍法施工設(shè)計(jì)及計(jì)算第一部分 蓋梁抱箍法施工設(shè)計(jì)一、施工設(shè)計(jì)說明1、工程概況本工程主要分部分項(xiàng)工程包括樁基礎(chǔ)、承臺(tái)（系梁）、立柱、墩蓋梁（臺(tái)帽）、預(yù)制小箱梁安裝、整體化層及附屬工程等。橋墩采用雙柱式及三柱式墩。本次計(jì)算只選擇下安立交PY6橋墩蓋梁,其為本橋跨度最大的蓋梁，墩柱中心距離為8.1595m，蓋梁長(zhǎng)度22.219m，寬1.8m，高1.6m ，懸臂長(zhǎng)度2.95m，墩柱直徑1.3m，砼澆筑方量為62.9m3。2、設(shè)計(jì)依據(jù)（1）交通部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（JTJ025-86）（2）汪國(guó)榮、朱國(guó)梁編著施工計(jì)算手冊(cè)（3）公路施工手冊(cè)，橋涵（上、下冊(cè)）（4）路橋施工計(jì)算手冊(cè)

2、 人民交通出版社（5）蓋梁模板提供廠家提供的模板有關(guān)數(shù)據(jù)。（6）施工圖設(shè)計(jì)文件。（7）我單位的橋梁施工經(jīng)驗(yàn)。二、蓋梁抱箍法結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1、側(cè)模與端模支撐側(cè)模為特制大鋼模，面模厚度為6mm，肋板高為8cm，在肋板外設(shè)14背帶。在側(cè)模外側(cè)采用間距0.75m的14作豎帶，豎帶高2m；在豎帶上下各設(shè)一條18的栓桿作拉桿，上下拉桿間間距1.8m。2、底模支撐底模為特制大鋼模,面模厚度為6mm，肋板高為8cm。在底模下部采用間距0.3m8型鋼作橫梁，橫梁長(zhǎng)1.8m。蓋梁懸出端底模下設(shè)三角支架支撐，三角架放在橫梁上。橫梁底下設(shè)縱梁。橫梁上設(shè)鋼墊塊以調(diào)整蓋梁底的橫向坡度與安裝誤差。與墩柱相交部位采用特制型鋼支架作

3、支撐。3、縱梁在橫梁底部采用兩根貝雷片連接形成縱梁，長(zhǎng)24m，縱梁在墩柱外側(cè)采用10型槽鋼使縱梁形成整體，增加穩(wěn)定性。貝雷片之間采用銷連接?？v、橫梁以及縱梁與聯(lián)接梁之間采用U型螺栓連接；縱梁下為抱箍和千斤頂。4、千斤頂和抱箍為方便施工，抱箍與縱梁之間采用6個(gè)50T的螺旋千斤頂。采用兩塊半圓弧型鋼板（板厚t=16mm）制成， M24的高強(qiáng)螺栓連接，抱箍高60cm，采用20根高強(qiáng)螺栓連接。抱箍緊箍在墩柱上產(chǎn)生摩擦力提供上部結(jié)構(gòu)的支承反力，是主要的支承受力結(jié)構(gòu)。為了提高墩柱與抱箍間的摩擦力，同時(shí)對(duì)墩柱砼面保護(hù)，在墩柱與抱箍之間設(shè)一層23mm厚的土工布，縱梁與抱箍之間采用U型螺栓連接。5、防護(hù)欄桿與與

4、工作平臺(tái)(1)欄桿采用48的鋼管搭設(shè)，在橫梁上每隔1.2米設(shè)一道1.2m高的鋼管立柱，豎向間隔0.5m設(shè)一道鋼管立柱，鋼管之間采用扣件連接。立柱與橫梁的連接采用在橫梁上設(shè)0.2m高的支座。鋼管與支座之間采用銷連接。(2)工作平臺(tái)設(shè)在橫梁懸出端，在2橫梁上鋪設(shè)4cm厚的木板，木板與橫梁之間采用鐵絲綁扎牢靠。第二部分 蓋梁抱箍法施工設(shè)計(jì)計(jì)算一、側(cè)模支撐計(jì)算1、材料參數(shù)1）、所有的材料，工字鋼和槽鋼、角鋼選用Q235，其材料參數(shù)為，材料的彈性模量E206Gpa=2.06×1011Pa屈服極限Qs=235MPa許用應(yīng)力170MPa2）、其中拉桿的材料為45號(hào)優(yōu)質(zhì)鋼，其材料參數(shù)為E206Gpa

5、=2.06×1011Pa屈服極限Qs=335MPa許用應(yīng)力200MPa2、 荷載計(jì)算根據(jù)橋涵規(guī)范普通模板荷載計(jì)算：凝土壓力，下列二式計(jì)算，取其中最小值混凝土溶重，26KN/m3,V澆注速度，V1.0m/h，入模溫度按20考慮。To砼初凝時(shí)間，澆注時(shí)溫度T20oC，則to=200/(10+15)=8hB1外加劑影響修正系數(shù)，不摻外加劑取B11.0，摻具有緩凝作用的外加劑取B11.2，這里取1.2B2砼坍落度影響修正系數(shù)，16cm20cm時(shí)取1.2。一次澆注高度H=1.6m;分別按以下公式計(jì)算側(cè)壓力，取小值P10.22toB1B2 V0.5=65.9KPaP1=H=1.6m×2

6、.6=41.6KPa取P141.6KPa(2) 泵送混凝土澆注時(shí)（T>10oC)對(duì)側(cè)面橫板壓力P24.6V1/4=4.6KPa(3) 振搗混漲土?xí)r對(duì)側(cè)面橫板的壓力P34KPa(4) 面橫板即承受的總壓力PPP1+P2+P3=41.67+4.6+4=50.2KPa圖2-1蓋梁側(cè)模結(jié)構(gòu)示意圖圖2-2蓋梁側(cè)模受力MIDAS CIVIL建模及受力圖3、 拉桿拉力驗(yàn)算拉桿（18圓鋼）間距0.75m，0.75m范圍砼澆筑時(shí)的側(cè)壓力由上、下兩根拉桿承受。則有：蓋梁長(zhǎng)度每0.75米上產(chǎn)生的側(cè)壓力按最不利情況考慮（即砼澆筑至蓋梁頂時(shí)）：拉桿最大受力的為下拉桿P23kN,=P/A=P/(r2)=23kN/(

7、×0.0092)=90384kPa=90.4MPa<=200MPa(拉桿滿足要求)4、豎帶抗彎與撓度計(jì)算設(shè)豎帶兩端的拉桿為豎帶支點(diǎn)，豎帶為簡(jiǎn)支梁，梁長(zhǎng)l0=1.6m，砼側(cè)壓力按均布荷載q0考慮。豎帶14的彈性模量E=2.1×105MPa;慣性矩Ix=563.7cm4;抗彎模量Wx=80.5cm3最大彎矩：為豎向背帶14槽鋼受力：Mmax=8.63kN·m= Mmax/Wx=8.63kN/80.5×10-6m3=107204107MPa<w=170MPa(滿足受力要求)根據(jù)CIVCIL計(jì)算考慮兩側(cè)法蘭鋼肋及模板面板的受力，實(shí)際max=99.1M

8、pa同樣滿足設(shè)計(jì)要求。撓度:由模板變型圖示可顯示，梁肋間最大變型為2.277mm小于規(guī)范值f=l0/400=1.8/400=0.0045m4.5mm2、 橫梁計(jì)算蓋梁底模受有用間距為0.3m8作橫梁，橫梁長(zhǎng)1.8m。詳見下圖：1、 荷載計(jì)算（1）蓋梁砼自重：G1=1.8m×1.6m×26kN/m3=74.9kN/m（2）模板自重：G2=248kg/m2.48kN/m(根據(jù)模板設(shè)計(jì)資料)（3）施工荷載與其它荷載：G3=6kPa(傾倒砼荷載）+2kPa(振搗砼荷載）+2.5kPa(施工人員）×1.8m=18.9kN/m蓋梁底模板上的總荷載：GH=G1+G2+G3=1.

9、2×74.9+1.2×2.48+1.4×18.9=119.316kN/m 每平方蓋梁底模受到的壓力為66.1kPa。2、 建立力學(xué)模型如圖2-2所示。圖2-2 橫梁計(jì)算模型3、橫梁抗彎與撓度驗(yàn)算橫梁的彈性模量E=2.1×105MPa;慣性矩I=198.3cm4;抗彎模量Wx=39.4cm3最大彎矩：Mmax= qHlH2/8=21.66×1.32/8=4.6kN·m= Mmax/Wx=4.6/(39.4×10-6)=116134116Pa<w=170Mpa(可)= Mmax/Wx=3.46/(25.3×10-

10、6)=136769KPa136Pa<w=170Mpa(可)滿足鋼材設(shè)計(jì)應(yīng)力值8在最大彎矩位置的斷面應(yīng)力值模板中間最大撓度值:fmax=2.795mm<規(guī)范值f=l0/400=1.8/400=4.5mm(滿足規(guī)范要求)。最大撓度：fmax= 5qHlH4/384×EI=5×21.66×1.34/(384×2.1×108×198.3×10-8)=0.0019m<f=l0/400=1.8/400=0.0045m(可)三、縱梁計(jì)算在橫梁底部采用兩根貝雷片拼裝作為縱梁，單根縱梁長(zhǎng)24m（即單根采用8片貝雷片拼裝,用支

11、撐片進(jìn)行連接成整體，計(jì)算時(shí)單片貝雷片加支撐片及其他附件按3.5kN/片進(jìn)行計(jì)算）1、荷載計(jì)算（2）貝雷片與加強(qiáng)弦桿等自重：q1=3.5kN/3m=1.17KN/m（2）橫梁8自重：q2 =8.04kg/m*1.8*1/0.3*10N=482.4N=0.4824KN/m（3）縱梁上受到總荷載：qz=GH+1q1+2q2=118.316kN/m+1.2×(1.17+0.4824)kN/m=120.3kN/m2、 力學(xué)計(jì)算模型建立力學(xué)模型如圖2-3所示。當(dāng)兩柱式蓋梁受力：樁間距最大均為9.0米根據(jù)MIDAS CIVILS 最大彎矩位于跨中置，最大彎矩為347.3kN.m。支反力最大為448

12、.1kN三柱式蓋梁受力模形：PY6墩，樁間距最大16.319米根據(jù)MIDAS CIVILS 最大彎矩位于中間柱支點(diǎn)位置，最大彎矩為368.5kN.m。最大支反力為517.0kN4、 縱梁結(jié)構(gòu)強(qiáng)度驗(yàn)算（1）根據(jù)以上力學(xué)計(jì)算得知，最大彎矩出現(xiàn)在縱梁三柱式中支座上單邊梁Mc=368.5kN.m，出現(xiàn)在縱梁雙柱式中支座上單邊梁Mc=347.3kN.m。（2） 貝雷片的允許彎矩計(jì)算查公路施工手冊(cè)橋涵第923頁，單排單層貝雷桁片的允許彎矩M0為975kN.m?？紤]到支點(diǎn)位置貝雷梁的局部剪力較大，考慮在貝雷梁下側(cè)增加一排加強(qiáng)弦桿。加強(qiáng)型的貝雷梁的允許變矩應(yīng)大于此計(jì)算值故：Mc=368.5kN.mM0975k

13、N.m采用貝雷片滿足強(qiáng)度要求5、縱梁撓度驗(yàn)算（1）貝雷片剛度參數(shù)彈性模量：E=2.1×105MPa慣性矩：I=Ah×h/2=(25.48×2×4)×150×150/2=2293200cm4（因無相關(guān)資料可查，進(jìn)行推算得出）（2）最大撓度發(fā)生在蓋梁端fmax=420q/EI=420×120.3/(2.1×108×2293200×10-8)=0.0105mf=3/400=3/400=0.0075m6、關(guān)于縱梁計(jì)算撓度的說明由于fmaxf，計(jì)算撓度不能滿足要求。計(jì)算時(shí)按最大撓度在梁端部考慮，由于蓋梁懸

14、出端的砼量較小，懸出端砼自重產(chǎn)生荷載也相對(duì)較小，考慮到橫梁、三角支架、模板等方面剛度作用，實(shí)際上梁端部撓度要小于計(jì)算的fmax值。實(shí)際實(shí)施時(shí)，在最先施工的縱梁上的端部、支座位置、中部等部位設(shè)置沉降監(jiān)測(cè)測(cè)點(diǎn)，監(jiān)測(cè)施工過程中的沉降情況，據(jù)此確定是否需要預(yù)留上拱度。5、 抱箍計(jì)算（一）抱箍承載力計(jì)算1、荷載計(jì)算每個(gè)蓋梁按墩柱設(shè)三個(gè)抱箍體支承上部荷載，由上面的計(jì)算可知：支座反力最大為-517KN(計(jì)算中未考慮柱頂部份砼荷載，實(shí)際數(shù)量會(huì)少于-517kN,)，考慮到抱箍螺栓計(jì)算已考慮安全系數(shù)，RA=RB=-517kN/1.2=-430.9kNR=2×RA=-430.9kN×2=-861

15、.8kN以最大值為抱箍體需承受的豎向壓力N進(jìn)行計(jì)算，該值即為抱箍體需產(chǎn)生的摩擦力。2、 抱箍受力計(jì)算（1）螺栓數(shù)目計(jì)算抱箍體需承受的豎向壓力N=-861.8kN抱箍所受的豎向壓力由M24的高強(qiáng)螺栓的抗剪力產(chǎn)生，查路橋施工計(jì)算手冊(cè)第426頁：M24螺栓的允許承載力：NL=Pn/K式中：P-高強(qiáng)螺栓的預(yù)拉力，取225kN;-摩擦系數(shù)，取0.35；n-傳力接觸面數(shù)目，取1；K-安全系數(shù)，取1.7。則：NL=225×0.35×1/1.7=46.32kN螺栓數(shù)目m計(jì)算：m=N/NL= 861.8kN/46.32=18.6個(gè),考慮抱箍有20條高強(qiáng)螺栓，滿足受力要求。（2）螺栓軸向受拉計(jì)

16、算砼與鋼之間設(shè)一層土工布，按土工布與鋼之間的摩擦系數(shù)取=0.4計(jì)算抱箍產(chǎn)生的壓力Pb=N/=861.8kN/0.4=2154.5kN由高強(qiáng)螺栓承擔(dān)。則：N=Pb=2154.5kN抱箍的壓力由20根M24的高強(qiáng)螺栓的拉力產(chǎn)生。即每條螺栓拉力為N1=Pb/20=2154.5kN/20=107kN<S=225kN=N'/A=N（1-0.4m1/m）/A式中：N-軸心力m1-所有螺栓數(shù)目，?。?0個(gè)A-高強(qiáng)螺栓截面積，A=4.52cm2=N”/A= Pb（1-0.4m1/m）/A=2154.5kN×(1-0.4×20/10)/20/4.52×10-4=476

17、65kPa=48MPa=200MPa故高強(qiáng)螺栓滿足強(qiáng)度要求。（3）求螺栓需要的力矩M1)由螺帽壓力產(chǎn)生的反力矩M1=u1N1×L1u1=0.15鋼與鋼之間的摩擦系數(shù)L1=0.015力臂M1=0.15×107×0.015=0.24KN.m2)M2為螺栓爬升角產(chǎn)生的反力矩，升角為10°M2=1×N1cos10°×L2+N1sin10°×L2式中L2=0.011(L2為力臂)=0.15×107×cos10°×0.011+107×sin10°×0.011=0.18kN.m+0.21kN.m=0.39M=M1+M2=0.24+0.39=0.63(KN.m)=63(kg.m)所以要求螺栓的扭緊力矩M63(kg.m)（二）抱箍體的應(yīng)力計(jì)算：1、抱箍壁為受拉產(chǎn)生拉應(yīng)力拉力P1=10N1=10×107=1070（KN）抱箍壁采用面板16mm的鋼板，抱箍高度為0.6m。則抱箍壁的縱向截面積：S1=0.016×0.6=0.0096(m2)=P1/S1=1070/0.096=111 (MPa)=140MPa滿足設(shè)計(jì)要求。2、抱箍體剪應(yīng)力=（1/2RC）/（S1）=（1/2